Способ регулирования уровня резания добычного струга и устройство для его осуществления

(19) ТЕНИЯ НИЕ ОП ПАТЕ(22) 14,03.89 тфал 0 ВАНИЯ УРОВНЯ СТРУГА И УСТЩЕСТВЛ ЕНИЯ ся к горной прок способам регуния добычного го осуществления о при добыче поемным способом. ение. надежности е, вид ион но я уров- змерине лавы ничный и порос измевления движечем пеповышени ования пр ной гипсом добычныи ования ур надежработе етрией. струг с вня его ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И.ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР(71) Геверкшафт Эйзенхютте ВесГмбХ (ОЕ)(56) Авторское свидетельство СССРФ 277680, кл. Е 21 С 35/24, 1966.Заявка ФРГ М 3508058,кл, Е 21 С 27/46, опублик, 1986.(54) СПОСОБ РЕГУЛИРО РЕЗАНИЯ ДОБЫЧНОГО РОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУ (57) Изобретение относит мышленности, в частности лирования уровня реза струга и устройствам для е и может быть использован лезного ископаемого подз Цель изобретения - повыш Изобретение относится к горной промышленности, в частности к способам регулирования уровня резания добычного струга и устройствам для его осуществления, и может быть использовано при добыче полезного ископаемого подземным способом,Цель изобретения - ности и точности регули на пластах с невыдержаНа фиг. 1 изображе устройством для регули 1713441 А(51)5 Е 21 С 35/24, 27/32 и точности регулирования при работе на пластах с невыдержанной гипсометрией. При предварительном измерительном проходе струга с помощью датчика уголь-порода и датчика для измерения пройденного стругом пути на пульте управления определяют профиль граничного слоя пласта. При последующем рабочем перемещении струга изменяют положение почвенного резца с пульта управления путем. передачи по радио управляющих команд или управляющих программ в соответствии с данными, полученными при измерительном проходе струга. Устройство для регулирования уровня резания добычного струга содержит сервоцилиндр, который кинематически связан с почвенным резцом, Источник для подачи рабочей жидкости через блок управления гидравлически соединен с сервоцилиндром., На струге расположен командный блок и приемно-передающий блок для передачи на пульт управления управляющих программ или команд. На струге установлен блок памяти для хранения результатов измерений, который электрически связан с приемно-передающим блоком и измерительным датчиком уголь-порода. 2 с. и 4 з. п, ф-лы, 3 ил. резания, вид сбоку; на фиг. 2 - то ж торца; на фиг, 3 - схема дистанц управления почвенным резцом.Согласно способу регулировани ня резания добычного струга при и тельном проходе струга по всей дли с помощью устанавливающего гра слой пласта полезного ископаемого ды датчика уголь-порода в сочетании рением пути струга на пульте упра определяют профиль пласта по пути ния струга, При последующем раболяющую ЭВМ соответствующие сигналы о перемещении струга, так что последняя из различных сигналов датчика уголь-порода и датчика для измерения пройденного стру гом пути может определить профиль пласта. Исходя из профиля пласта при последующем рабочем ходе струга определяется управляющее воздействие или, соответственно, управляющая программа, 35 40 45 50 55 ремещении струга почвенный резец управляется с пульта управления управляющей командой или командами по радио в соответствии с данными по обследованному перед этим профилю пласта,Управление уровнем резания струга осуществляется так, что при измерительном ходе струга вдоль очистного забоя, при котором сразу может осуществляться также добычная работа, с помощью датчика уголь- порода выявляется положение граничного пласта полезного ископаемого и породы, В сочетании с полученными результатами измерений пройденного стругом пути определяется профиль пласта, т. е. прохождение граничного слоя пласта на всем участке прохода струга. При этом поставляемые датчиком результаты измерений через приемно-передающую станцию струга передаются на управляющую ЭВМ, установленную на пульте управления.На приводном конце струговой установки и на самом пульте управления соответственно находится показывающий соответствующее положение струга датчик перемещений, который передает на управсогласно которому или которой резец путем дистанционной корректировки с пульта управления переставляется в другое положение по высоте, При этом на базе выявленного профиля пласта в зависимости от образования и хода граничного слоя пласта полезного ископаемого и породы достигается более или менее точное приближение к действительному ходу гранич ного слоя пласта только в одном проходе струга или в нескольких следующих друг за другом проходах. Например, при сильно нерегулярном или мягком грунте может сразу резаться также спрямленный горизонт,.лежачего бока.Во время измерительного прохода струга, при котором осуществляется прием результатов измерений, почвенные резцы могут оставаться в своем установленном положении по высоте, например в своих средних или нейтральных положениях, В этой рабочей фазе не происходит дистанционно управляемых перестановок почвенных резцов струга и, соответственно, не нужны никакие затраты энергии на перестановку 5 10 15 20 25 почвенных резцов, Способ может быть осуществлен при больших скоростях струга с высокой экономичностью и функциональной надежностью и может управляться управляющей ЭВМ так, что удается избежатьпульсирующих и резко меняющихся на противоположные управляющих перемещений.Способ может быть осуществлен так,что при предварительном проходе струга(измерительный проход) поступающие от датчика результаты измерений запоминаются на расположенном на струге блоке памяти как электрические сигналы и вызываются из памяти только при приближении струга к пульту управления для передачи по радио. Эта мера способствуетповышению надежности при передаче по радио в очистном забое и позволяет использовать сравнительно маломощные приемно-передающие устройства,Соответственно систему управляющих команд для управления почвенным резцом также можно вводить как управляющие программы в электрических командный блок, когда струг находится вблизи пульта управления. За счет этих мер можно избежать передачи радиосигналов на большие расстояния,Способ регулирования уровня резания добычного струга реализуется с помощью устройства для регулирования уровня резания добычного струга, которое расположено непосредственно на струге 1. На направляющей 2 струга 1 расположен корпус 3, который на своих концах снабжен несущими струговые резцы державками 4 и 5, состоящими, например, из откидных резцедержателей.Направляющая 2 струга 1 со стороныочистного забоя навешивается на забойныйконвейер 6(цепной скребковый конвейер) ивнутри имеет каналы 7 и 8 для цепей, в,которые пропускается связанная с корпусом 3 струга струговая цепь, с помощью которой во время ддбычных работ струг 1перемещается в обоих направлениях вдольочистного забоя.Под державками 4 и 5 на каждом конце струга 1 в плоскости, почти перпендикулярной напластованию, в дугообразной направляющей 9 корпуса 3 струга устанавливается поворотный сегмент 10, несущий на своем нижнем конце группу инструментов с почвенным резцом 11.Почвенные резцы 11 имеют направленные под углом одно к другому лезвия, причем одно лезвие выполняет рез пограничному слою, а другое - в угле.На фиг, 1 линией 12 показан граничныйслой между угольным пластом и породой,5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Почвенные резцы 11 в своем верхнем положении могут устанавливаться напротив корпуса 3 струга, что осуществляется за счет поворота их поворотных сегментов 10, В соответствующем положении поворотных сегментов 10 (верхнее положение вспарывающих резцов) эти сегменты верхними концами опираются на переставляемый упор.Добычные струги описанного типа известны. Нередко они выполняются также в виде двойных стругов и в этом случае имеют два связанных один с другим корпуса 3 струга,В струге переставляемые упоры для поворотных сегментов 10 образованы клиновыми элементами 13, которые вводятся в продольные направляющие корпуса 3 струга и с помощью гидравлического сервоцилиндра 14, опирающегося шарниром 15 на корпус 3 струга, могут перемещаться линейно в направлении хода струга. Поворотные сегменты 10 опорными поверхностями 16 упираются в клиновые поверхности 17 клиновых элементов 13.На фиг. 3 показан отдельный поворотный сегмент 10 с почвенным резцом 11 и клиновым переключением, откуда видно, что за счет линейного перемещения клинового элемента 13 поворотный сегмент 10 отклоняется в дугообразной направляющей 9, тем самым резец 11 может переводиться в различные положения по высоте. При варианте выполнения (фиг. 3) резец 11 с помощью гидравлического сервоцилиндра 14 может переставляться в несколько позиций. Средняя позиция при этом может соответствовать нейтральному положению резца 11, в то время как одна из крайних позиций соответствует положению "Подъем", а третья - положению "Погружение" струга, Клиновой элемент 13, опирающийся задней поверхностью на поворотный элемент 18 корпуса 3 струга, с помощью сервоцилиндра 14 может устанавливаться также в три положения. При этом сервоцилиндр 14 состоит из двух отдельных гидроцилиндров 19 и 20, которые соединены корпусами между собой. Шток 21 гидроцилиндра 19 при этом связан через шарнир 22 с клиновым элементом 13, Шток 23 гидроцилиндра 20 через шарнир 15 (фиг, 1) упирается в корпус 3 струга.Сервоцилиндры 14 обоих почвенных резцов 11 через блок 24 управления (фиг. 3) гидравлически соединены с источником для подачи рабочей жидкости. На корпусе 3 струга или в нем дополнительно помещается командный блок 25 с приемно-передающим блоком 26; а также источник рабочей жидкости. Последний содержит гидропневмоаккумулятор 27 и гидронасос 28, который во время работы струга сообщен с жидкостной полостью гидропневмоаккумулятора 27. Гидронасос 28 приводится в движение колесом 29, которое установлено с возможностью вращения в средней части корпуса 3 струга так, что при струговой добыче находится в контакте с очистным забоем и может приводиться во вращение за счет этого контакта, когда струг 1 с помощью своего цепного привода перемещается вдоль очистного забоя. В зависимости от направления хода струга гидронасос 28, приводимый в движение колесом 29, вращается в том или ином направлении. В обЬих направлениях вращения он всасывает рабочую жидкость из установленного в корпусе 3 струга бака 30 для рабочей жидкости через обратный клапан 31 и через переключающий клапан 32 подает рабочую жидкость в гидравлическую напорную магистраль 33, к которой подключен запорный вентиль 34 гидропневмоаккумулятора 27. С жидкостной полостью гидропневмоаккумулятора 27 связан клапан 35 ограничения давления, который при необходимости может открываться вручную, при этом гидропневмоаккумулятор 27 разряжается через сливную магистраль 36, которая подключена к баку 30.В ответвительную гидролинию 37 между напорной магистралью 33 и сливной магистралью 36 включен гидравлическийклапан 38; полость управления которого через управляющую гидролинию 39 связан снапорной магистралью 33 за включенным внее обратным клапаном 40. Гидравлическийклапан 38 включается гидравлически принекотором заданном давлении в напорноймагистрали 33. Гидронасос 28 может подавать рабочую жидкость через открытый клапан 38 без напора в бак 30,С каждым из почвенных резцов 11 связан датчик 41, который при проходе струга,обследует граничный слой 12 пласт-порода,Датчики 41 (фиг. 1) помещаются почти в колее почвенных резцов 11 позади их поворотных сегментов 10,на корпусе 3 струга, причем они пружинными элементами 42 устанавливаются напротив обследуемого граничного слоя 12. В остальном датчики 41 своей конструкцией и принципом действия не отличаются от известных датчиков типа уголь-порода. Они обследуют граничный слой 12 и в процессе работы струга передают соответствующие результаты измерений, которые используются для установки почвенных резцов 11; На фиг. 3 схематически показаны оба датчика 41 в привязке к10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 приемно-передающему блоку 26 струга и электронному командному блоку 25,Гидропневмоаккумулятор 27 (фиг. 1) установлен в лежачем положении вместе с соответствующими вентилем 34 и клапаном 35 в защищенном месте в корпусе 3 струга,Штоковая и.поршневая полости обоих гидроцилиндров 19 и 20 сервоцилиндра 14 могут попеременно гидравлически связываться со сливной магистралью 36. Блок 24 управления для каждого из гидроцилиндров 19 и 20 имеет два основных гидрораспределителя 42 и 43 и два управляющих гидрораспределителя 44 и 45 дополнительного усиления, которые при показайном варианте исполнения выполнены в виде трехходовых двухпозиционных гидрораспределителей, Основные гидрораспределители 42 и 43 включаются подачей рабочей жидкости в полости для управления перемещения их золотников через управляющие линии 46 и 47, Со стороны входа гидрораспределители 42 и 43 подключены соответственно к напорной магистрали 33 и сливной магистрали 36, а со стороны. выхода через линию 48 и 49 соответственно они соединены с поршневой или штоковой полостями соответственно гидроцилиндров 19 и 20.Управляющие гидрораспределители 44 и 45 дополнительного усиления представляют собой гидрораспределители с электромагнитными приводами для перемещения их золотников, которые включаются и, соответственно; переключаются электрическим командным блоком 25. Эти гидрораспределители тоже с входной стороны подключены соответственно к напорной магистрали 33 и сливной магистрали 36. С выходной стороны они связаны с управляющей линией 47 и 46 соответственно При одновременном включении управляющих гидрораспределителей 44 и 45 дополнительного усиления связанные с ними соответственно управляющие линии 46 и 47 соединяются напорной магистралью 33, так что эти гидравличесКие управляющие линии включают соответствующие основные гидрораспределители 42 и 43, которые при этом по выбору связывают поршневую полость (или штоковую полость) с Напорной магистралью 33, а штоковую полость (или поршневую полость) гидроцилиндра - со сливной магистралью 36. Отдельные гидро- цилиндры 19 и 20 по выбору могут включаться,от командного блока 25 либО раздельно, либо вместе, т. е. для каждой установочной позиции почвенных резцов 11 в распоряжении оказывается отдельно включаемый сервоцилиндр. Через управляющие гидрораспределители 44 и 45 могут лишь проходить малые потоки рабочей жидкости для гидравлического включения основных гидрораспределителей 42 и 43. Таким образом, их включающие усилия сравнительно невелики. Соответственно потребление электрического тока на переключение электромагнитных приводов управляющих гидрораспределителей 44 и 45 сравнительно мало, Эта потребность в электроэнергии покрывается источником электрического тока, который тоже устанавливается в корпусе 3 струга и может быть конструктивной составной частью блоков 25 и 26, Этот источник тока может питать также датчики 41, если при этом применяются оптиэлектронные измерительные зонды известного типа. Кроме того, от этого источника тока питается приемо-передающий блок 26.За счет перестановки почвенных резцов 11 может быть достигнуто управление уровнем резания добычного струга, так что и в случае неровного, например волнистого, граничного слоя 12 струг 1 всегда может сохранить требуемый горизонт и избежать нежелательных перемещений погружения и подъема. Управление почвенными резцами 11 может осуществляться посредством описанного устройства так, что при одном проходе струга, когда осуществляется добычная работа, с помощью датчика 41,связанного с расположенным впереди по ходу движения струга почвенным резцом 11, обследуется граничный слой 12. Передаваемые датчиком 41 электрические сигналы передаются по радио приемно-передающим блоком 26 струга на пульт управления, располагающийся в зоне конца лавы (не показан), где установлена управляющая ЭВМ, В приводной зоне, т. е. на пульте управления струговых установок, обычно предусматривается наличие датчика перемещений струга, с помощью которого можно установить местоположение перемещающегося вдоль очистного забоя струга. Датчик перемещений струга выдает электрические сигналы о перемещениях, которые тоже подаются на управляющую ЭВМ,По сигналам о перемещениях и сигналам, переданным по радио от датчика 41,управляющая ЭВМ определяет профильграничного слоя 12 по пути прохожденияструга (измерительный ход). При последующем добычном прохождении струга с центрального пульта управления почвенный резец 11 управляется посредством передачи по радио управляющих команд согласно параметрам выявленного профиля граничного слоя 12. Пульт10 15 20 25 30 35 40 45 50 управления содержит соответствующее примно-передающее устройство, так что передает необходимые управляющие команды. Эти команды, принятые приемно-передающим блоком 28 струга 1, подаются на командный блок 25, который затем по соответствующей управляюей команде включает блок 24 управления, т, е. его управляющие гидрораспределители 44 и 45 дополнительного усиления соответственно, и тем самым через сервоцилиндр 14 осуществляется перестановка почвенного резца 11.Согласно предлагаемому способу отпадает. необходимость.в том, чтобы при каждом втором рабочем проходе струга проводилось измерение с помощью датчиков 41. Обычно достаточно одного измерительного прохода, проводимого с большим временным интервалом тогда в течение нескольких рабочих проходов струга достигается вывод струга на желаемый уровень реза,Согласно предлагаемому способу можно осуществлять дистанционное управление почвенным резцом 11 так, что при измерительном проходе струга поступающие от датчика 41 электрические сигналы о проведенных измерениях сначала запоминаются в установленном на стругеблоке памяти и лишь тогда передаются приемно- передающим блоком 26 на пульт управления, когда струг оказывается вблизи пульта управления, т. е. путь радиопередачи стано.вится сравнительно коротким. Точно так же выдаваемые пультом управления управляющие команды для перестановки почвенного резца 11 тоже могут в виде замкнутой программы управления подаваться через приемно-передающий блок 26 на командный блок 25,.когда струг находится вблизи пульта управления. Записанная в блоке памяти управляющая программа при последующем рабочем проходе струга используется для управления почвенным резцом 11 в соответствии с выявленным перед этим профилем граничного слоя 12. Описанная перестановка почвенного резца 11 с помощью перемещающихся линейно клиновых элементов 13 отличается простыми и надежными конструктивными средствами и малыми конструктивными габаритами. Это устройство может также использоваться независимо от предлагаемого способа для регулировки сегментов 10 и установленных на них почвенных резцов 11. Формула изобретения 1. Способ регулирования уровня резания добычного струга, согласно которому при рабочем перемещении струга по лаве с помощью датчика уголь-порода определяют граничный слой пласта полезного ископаемого и породы, полученные показания датчика уголь-порода с помощью расположенного на струге приемно-передающего устройства передают по радиона расположенный в конце струговой установки пульт управления и в зависимости от местонахождения струга в лаве и показаний датчика уголь-порода с пульта управления передают по радио управляющие команды на сервопривод, который перемещает почвенный резец струга по высоте резания в соответствующем направлении, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения надежности и точности регулирования при работе на пластах с невыдержанной гипсометрией, предварительно осуществляют измерительный проход струга по всей длине лавы, во время которого с помощью датчика уголь-порода и установленного на струге датчика для измерения пройденного стругом пути определяют профиль пласта на всем пути перемещения струга, а полученные во время измерительного прохода струга данные о профиле пласта запоминают с . помощью расположенного на струге блока памяти и передают по радио на пульт управления при нахождении струга около пульта управления, приэтом при рабочем перемещении струга передачу по радио управляющей команды на сервопривод для перемещения почвенного резца струга осуществляют в виде управляющей программы, которую передают на расположенный на струге командный блок при нахождении струга около пульта управления, причем управляющие команды на сервопривод для перемещения почвенного резца струга передают по мере перемещения струга по лаве с командного блока с учетом определенного при измерительном проходе струга профиля пласта.2. Устройство для регулирования уровня резания добычного струга, включающее по меньшей мере один гидравлический сервоцилиндр, выходное звено которого кинематически связано с установленным на корпусе струга с возможностью перемещения в вертикальной плоскости почвенным резцом, размещенный на струге источник для подачи рабочей жидкости с гидронасосом, вход которого гидравлически соединен с баком для рабочей жидкости, а выход - с напорной магистралью, блок управления, который гидравлически соединен с рабочими полостями гидравлического.сервоцилиндра и с напорной и сливной магистралями, установленные на корпусе струга с возможностью вращения и взаимодействия с забо1713441 5 10 15 20 25 30 35 40 50 55 ем колесо, которое кинематически соединено с валом гидронасоса, расположенный на струге командный блок для передачи управляющей команды на блок управления, приемно-передающий блок для передачи на пульт управления результатов измерений и приема с пульта управления управляющих команд или управляющих программ, размещенный на почвенном резце измерительный датчик и источник электрического тока, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности и точности регулирования при работе на пластах с невыдержанной гипсометрией, оно снабжено блоком памяти для хранения результатов измерений датчика и поступающих с пульта управления управляющих программ, который электрически связан с приемно-передающим блоком и измерительным датчиком, а измерительный датчик выполнен в видедатчика уголь-порода для определения граничного слоя полезного ископаемого и породы, при этом блок управления выполнен в виде гидравлически соединенных с соответствующей рабочей полостью гидравлического сервоцилиндра гидрораспределителей с полостями для управления перемещением их золотников и управляющих гидрораспределителей с электромагнитными приводами для перемещения их золотников, а источник для подачи рабочей жидкости выполнен с гидропневмоаккумулятором, жидкостная полость которого гидравлически соединена через управляемые клапаны с напорной и сливной магистралями, причем электромагнитный привод каждого управляющего гидрораспределителя электрически соединен с командным блоком, а полость управления каждого гидрораспределителя гидравлически соединена через соответствующий управляющий гидрораспределитель с напорной и сливной магистралями.3. Устройство по п. 2, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что оно снабжено гидравлическим клапаном для обеспечения холостого хода гидронасоса с полостью управления, при этом вход гидравлического клапана посредством гидролинии сообщен с напорной магистралью, а выход посредством гидролинии - со сливной магистралью, причем полбсть управления гидравлического клапана посредством управляющей гидро- линии сообщена с напорной магистралью,/4. Устройство по пп. 2 и 3, о т л и ч а ющ е е с я тем, что гидравлический сервоцилиндр выполнен в виде нескольких сервоцилиндров или одного многоступенчатого сервоцилиндра, а почвенный резец установлен с возможностью фиксации в нескольких промежуточных положениях, при этом величина максимального перемещения выходного звена каждого сервоцилиндра или каждой ступени многоступенчатого сервоцилиндра соответствует определенному промежуточному положению почвенного резца, а рабочие полости каждого сервоцилиндра или каждой ступени многоступенчатого сервоцилиндра гидравлически соединены через соответствующий гидро- распределитель с напорной и сливной магистралями.5. Устройство по и. 4, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что гидравлический сервоцилиндр выполнен в виде двух соосных гидроцилиндров, корпуса которых соединены между собой, причем шток одного гидроцилиндра соединен с корпусом струга, а шток второго гидроцилиндра кинематически связан с почвенным резцом, при этом штоковая и поршневая полости каждого гидроцилиндра гидравлически соединены через соответствующие гидрораспределители с напорной и сливной магистралями, а командный блок выполнен с возможностью передачи управляющей команды по отдельности на каждый электромагнитный привод каждого управляющегоо гидрорасп ределителя ил и одно-. временно на все электромагнитные приводы управляющих гидрораспределителей.6. Устройство по пп. 2-5, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что кинематическая связь выходного звена гидравлического сервоцилиндра с почвенным резцом выполнена в виде сегмента с опорной поверхностью и соединенного с выходным звеном гидравлического сервоцилиндра клинового элемента с опорной поверхностью, а корпус струга выполнен 45 с дугообразной направляющей для размещения сегмента, при этом клиновой элемент установлен с возможностью перемещения параллельно продольной оси гидравлического сервоцилиндра и взаимодействия своей опорной поверхностью с опорной поверхностьюсегмента, а почвенный резец закреплен насегменте, который установлен с возможностью перемещения в направляющих.,Корол актор М. Петрова рре Тираж ПодписноеГосударственноо;:омитета по изобретениям и зткрчтиям при ГКНТ СССР "Л 35, Москва, Ж, Раущская наб., 4/5 каз 54ВНИ Патент", г. Ужгород, ул,Гагари роизводственно-издательский ком